2017-10-20 13:27:38

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物理量之间通过各种物理定律和有关的定义彼此建立联系。人们往往取其中的一些作为基本物理量,以它们的单位作为基本单位,形成配套的单位体系,其他的单位可以由此推出,这就是单位制。

基本信息

  • 中文名

    基本单位

  • 外文名

    Basic unit

  • 类型

    概念

  • 类别

    单位

  • 米制公约

    1875年

  • 适用范围

    数理科学

折叠 编辑本段 历史沿革

由于历史的原因,世界各国一直通过有各种不同的单位体制,混乱复杂。不同行业采用的单位也不尽相同,例如:法国曾通用米-吨-秒制,英美曾通用英尺-磅-秒制,技术领域中采用工程单位制,即米-千克力-秒制,而物理学则习惯于厘米-克-秒(CGS)单位制。这对经济交往和科技工作都十分不利。为了便于国际间进行工业技术的交流,1875年在签署米制公约时,规定以米为长度单位,以千克为质量单位,以秒为时间单位。这就是众所周知的米-千克-秒(MKS)单位制。

折叠 编辑本段 国际单位制

国际单位制的基本单位为千克安培、开尔文、摩尔和坎德拉

折叠

符号:m

:是光在真空中于1/299,792,458s时间间隔内所经路径的长度。

在1960年国际计量大会上,确定以上定义的同时,宣布废除1889年生效的以铂铱国际米原器为标准的米定义。

在1792年,法国国民议会决定建立新的长度单位要与地球椭球子午线弧长发生联系。为此,从1792~1797年进行了弧度测量,计算了1800年德兰勃尔椭球,取其子午圈长度的四千万分之一作为长度单位,称为1米。1872年在巴黎召开的世界长度会议上决定,制造31支"米原型尺",每支尺都编了号。除了N0.6号为国际原尺外,其它的都以国际原型尺为标准,精密检定,求出长度,分发各国保存,作为长度单位的标准。我国因未加入国际度量衡协会,没有获得米原型尺。这种实物"米"定义为"1米是N0.6'米原型尺'在冰溶点温度时两刻划线间的距离。"其缺点是:难以复现,容易损坏;随时间有缓慢变化;精度不够高,仅1~2×10-6;少数国家有,满足不了大多数国家长度传递的要 求。因此,实物米需用自然米来代替。

1960年第11届国际计量大会通过了光波米的定义,第二次"米"定义为"氪-86原子的2P10 和5d5 能级之间跃迁辐射在真空中波长的1650763.73倍为 1米。" 氪-86谱线轮廓稍微有些不对称,光波米在实验室复现精度为 4 × 10-9 。

1983年第17届国际计量会议上通过了第三次光速米的定义,"1米是光在真空中299 792 458分之一秒时间内所传播的距离。"[1]

折叠 千克

符号:kg

千克:国际千克原器的质量为1 kg。

国际千克原器是1889年第一届国际权度大会批准制造的.它是一个高度和直径均为39 mm的,用铂铱合金制成的圆柱体。原型保存在巴黎国际计量局。

若进展顺利,千克将于2018年用普朗克常数重新定义。[2]

折叠

符号:s

:铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间为1 s。

起初,人们把一昼夜划分为24 h,1 h为60 min,1 min为60 s.但一昼夜的周期,即太阳日是变动的,所以定义1 s等于平均太阳日.后来又发现,地球公转周期也是变动的,于是又需确定另外的定义。随着科学技术的发展,科学家们发现,原子能级跃迁时,吸收或发射一定频率的电磁波,其频率非常稳定。于是在1967年第十三届国际计量大会上确认了上述定义。

折叠 安培

符号:A

安培:1946年,国际计量委员会(CIPM)提出定义为:在真空中,截面积可忽略的两根相距1米的平行而无限长的圆直导线内,通以等量恒定电流,导线间相互作用力在1米长度上为2×10牛时,则每根导线中的电流为1安培,又称绝对安培。该定义经1948年第9届国际计量大会(CGPM)通过并沿用。

1948年国际度量衡委员会第九次会议作了这样的规定。1960年10月,第十一届国际权度大会上确认为国际单位制中的七种基本单位之一。

由于涉及到在实验室中无法精确重复的操作,安培将用单位质子所携带的电荷量(基本电荷)来定义。

折叠 开尔文

符号:K

开尔文:水的三相点热力学温度的为273.16 K。

该单位是以英国物理学家开尔文的名字命名的."开尔文"的温度间隔与"摄氏度"的温度间隔相等.但开氏温标的零度(0 K),是摄氏温标的零下273.15度(-273.15℃)。

1968年国际计量大会决定把"开尔文"作为七个基本单位之一。

开尔文将以玻尔兹曼常数为定义基础,后者将一个气体分子的平均动能与其绝对温度联系起来。该定义将提高对极端低温和极端高温的测量精度。

折叠 摩尔

符号:mol

摩尔:简称摩,摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元与0.012kg 12C的原子数目相等。

使用摩尔时,基本单元应予指明,可以是原子,分子,离子,电子及其他粒子,或这些粒子的特定组合。

摩尔拉丁文的原意是大量和堆量。它是用宏观的量来量度微观粒子的一个单位。1971年第十四届国际计量大会通过了对摩尔的定义。中国1977年国务院公布了介绍摩尔的文件,同时取消克原子,克分子,克分子浓度,克分子体积等概念。

摩尔和千克之间的联系将会被切断,计量学家会先确定阿伏伽德罗常数,根据它来定义这个单位。

折叠 坎德拉

符号:cd

坎德拉:简称坎,一个光源在给定方向上的发光强度。该光源发出的频率为540,000,000,000,000赫兹的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为(1/683)瓦特/球面度

20世纪早期,美国、法国、英国曾经以碳丝灯的发光强度定义坎德拉。

1993年,计量学家基于黑体辐射改进了定义精度,1948年该定义被接受,之后又被替换为当前定义。

参考资料

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